03) Uma amostra de uma substância inicialmente sólida foi aquecida em laboratório, submetida à pressão atmosférica constante de uma cidade ao nível do mar. O gráfico abaixo representa a variação da temperatura em função do tempo, durante a realização do experimento.
Após observar responda os itens abaixo:
a) Qual era a temperatura da substância no tempo zero, isto é, quando o experimento começou? Qual ponto no gráfico (A, B, C, D, E) correspondente a essa situação?
b) Nos trechos AB, CD e EF, o que acontece com a temperatura da substância, à medida que o tempo passa?
c) O que ocorre com a temperatura da substância nos trechos BC e DE, enquanto o tempo passa?
d) Em que fase (sólida, líquida ou vapor) está a substância em cada um dos trechos que foram citados na atividade b?
e) Em que fase está a substância no ponto B? No ponto C? O que ocorre no trecho BC?
f) Em que fase está a substância no ponto D? E no ponto E? O que acontece no trecho DE?
g) Qual é a temperatura de fusão dessa substância (na pressão em que o experimento foi realizado)?
h) Quanto tempo levou para a amostra fundir completamente?
i) Qual é a temperatura de ebulição dessa substância (na pressão em que o experimento foi realizado)?
j) Quanto tempo levou para a amostra ebulir completamente?
Se uma amostra dessa substância, inicialmente em fase vapor a 120oC, for lentamente resfriada até -30oC, nas mesmas condições de pressão em que foi realizado o experimento, a que temperatura é de se esperar que ela sofra condensação? E solidificação? Explique.
Soluções para a tarefa
Resposta:
1) Ponto A, -60ºC.
2) A-B: a substância está no estado sólido e sua temperatura está aumentando com o passar do tempo;
C-D: a substância está no estado liquido e sua temperatura está aumentando com o passar do tempo;
E-F: a substância está no estado gasoso e sua temperatura está aumentando com o passar do tempo;
3) As temperaturas ficam estáveis em -20ºC e 80ºC, respectivamente.
4) Sólido (trecho AB), Líquido (trecho CD, Vapor (trecho EF)
5) No ponto B, a fase da substância não é nem somente sólida, nem somente líquida. É uma fase de transição em que há, concomitantemente, os dois estados físicos ao mesmo tempo. E, tbm, assim como no ponto C, a diferença é que neste ponto, haverá mais a fase Líquida que Sólida. Já no trecho BC é justamente a transição de fases, em que o calor latente de fusão ou solidificação agem nesse trecho.
6) No ponto De há tanto a fase Líquida quanto a Sólida, assim como no ponto E. Já no trecho DE, há a transição de fases, por meio do calor latente de vapoização, ou de condesação, sem mudança de temperatura.
7) -20°C é a temperatura de fusão
8) O experimento não foi disposto, todavia é possível dissertar sobre a temperatura de ebulição de um modo generalista. A temperatura de ebulição da água é cem graus Celsius à pressão atmosférica de 1 atm.
Consequentemente, a temperatura de ebulição de uma determinada substância irá depender de alguns fatores, como por exemplo a própria pressão atmosférica empregada e a composição inerente a substância escolhida para estudo.
Explicação: